Классификация высокомолекулярных соединений

Высокомолекулярные соединения (ВМС) принято классифициро­вать по следующим признакам:

1. По источникам получения: природные (белки, ферменты, пек­тины, камеди, полисахариды, растительные слизи, в том числе гус­тые и сухие экстракты, многие смолы и др.), полусинтетические (эфиры целлюлозы — метилцеллюлоза, натрий-карбоксиметилцел-люлоза, ацетилфталилцеллюлоза) и синтетические (поливиниловый спирт, поливинилацетат, поливинилпирролидон, полисилоксаны, по-лиэтиленоксиды и др.).

2. По способности к растворению: ограниченно и неограниченно набухающие.

3. По применению: лекарственные (пепсин, трипсин, панкреа­тин и др.) и вспомогательные (стабилизаторы суспензий и эмуль­сий, основы для мазей, суппозиториев, пленкообразователи, жиро-сахара и др.) вещества.

Природные высокомолекулярные вещества. В аптечной практике из при­родных ВМС наиболее широко применяют высшие полисахариды общей форму­лы (C₄H_1Q0₅)_n. Представитель этой группы крахмал (Amylum). Официналь-ными являются 4 сорта крахмала, которые допускаются к употреблению с медицинскими целями: пшеничный (Amylum Tritici), кукурузный (Amylum

Maydis), рисовый (Amylum Oryzae) и картофельный (Amylum Solani). Большую часть сухой массы крахмалов составляют полисахариды (97,3—98,9 %), осталь­ное — белковые вещества (0,28—1,5 %), клетчатка (0,2—0,69 %), минеральные вещества (0,3—0,62 %). Основная часть крахмала — амилаза и амилопектин.

Молекулы амилазы представляют собой слабо разветвленные частицы, со­стоящие из гликозидных остатков (до 700), связанных между собой главными валентностями. Молекулярная масса ее находится в пределах 32000—160000. Амилаза растворима в горячей воде с образованием прозрачного раствора. Ами-лопектин имеет более сложное строение и состоит из более разветвленных моле­кул, содержащих до 2000 гликозидных остатков. Молекулярная масса его нахо­дится в пределах 100000—1000000. Содержание амилопектина в крахмале составляет 10—20%. Переход крахмала в раствор может происходить только при нагревании: зерна крахмала набухают, разрываются и образуется густая жидкость — крахмальный клейстер в виде вязкого гидрозоля. Различные сорта крахмала имеют различные температуры клейстеризации: наиболее низкая у кар­тофельного (55—60 °С) и наиболее высокая — у рисового (70—80 °С).

Для предупреждения образования плохо распределяющихся в воде комков крахмал вначале смешивают с холодной водой, после чего растворяют в кипя­щей воде.

Растворы крахмала называют: слизь крахмала (Mucilago Amyli), крахмаль­ный отвар (Decoctum Amyli) или крахмальный клейстер.

Крахмал используют в различных лекарственных формах: в порошках, при­сыпках, пилюлях, в виде 2 %-ных растворов — для внутреннего применения и клизм; 4—7 %-ные растворы на воде очищенной и глицерине — как основы для мазей; 10 %-ные растворы — в качестве стабилизатора для суспензий и эмуль­сий.

Путем обработки крахмала ферментами (мальтозой), минеральными кисло­тами, окисляющими веществами при нагревании получают различные произ­водные. Например, растворимые крахмалы получают после обработки раство­ром кислоты с последующей сушкой.

Декстрин (Dextrinum) — продукт расщепления макромолекулы крах­мала при быстром нагревании или в присутствии кислот на более мелкие моле­кулы — полисахариды крахмала того же состава, что и крахмал.

Водные растворы декстрина обладают высокой вязкостью и большой склеи­вающей способностью. Благодаря этому с помощью декстрина можно получать хорошие пилюльные массы. Декстрин широко используется как эмульгатор в ряде стран (Германия, США и др.) в виде декстриновой слизи — Mucilago Dextrini — для эмульгирования жидких лекарственных веществ, не смешиваю­щихся с водой.

Производные крахмала лучше растворимы в воде и более устойчивы. Их используют в качестве вспомогательных веществ при производстве таблеток, а растворы как основы для мазей. В результате жизнедеятельности специального вида бактерий образуется высокомолекулярный полисахарид — д е к с т р а н, молекулярная масса которого находится в пределах от 15000 до 150000; 6 % -ный раствор декстрана с молекулярной массой 50000—60000, известный под назва­нием полиглюкин (Polyglucinum), используют для внутривенного введе­ния как кровезаменитель. Это прозрачная бесцветная жидкость без запаха с рН от 4,5 до 6,5.

Растительные экстракты (густые и сухие) представляют собой концентрированные извлечения из лекарственного растительного сырья (ГФ XI, с. 160), содержащие в своем составе различные природные ВМС (камеди, слизи, белки, крахмал и др.).

Густые экстракты (Extracta spissa) — вязкие массы с содержанием влаги не более 25 %; сухие экстракты (Extracta sicca) — сыпучие массы с содержанием влаги не более 5 %. Для экстрагирования лекарственного растительного сырья применяют воду, спирт этиловый различной концентрации и другие экстраген-ты, иногда с добавлением кислот, щелочей, глицерина, хлороформа и др. Извле­чения для густых и сухих экстрактов освобождают от балластных веществ осаж­дением спиртом, применением адсорбентов, кипячением и другими способами с последующим фильтрованием. 0чищенные извлечения сгущают выпаривани­ем под вакуумом до надлежащей консистенции (густые экстракты).

Сухие экстракты получают высушиванием густых экстрактов или непосред­ственно из очищенной вытяжки с использованием методов, обеспечивающих максимальное сохранение действующих веществ: распыление, лиофилизация, сублимация и др.

Пектин (Pectinum). Пектиновые вещества — это высокомолекулярные соединения, представляющие по структуре полигалактуроновую кислоту, час­тично этерифицированную метанолом. 0ни входят в состав клеточных стенок многих растений. Характерное свойство растворов пектина — высокая жела­тинирующая способность. Пектин представляет интерес для создания детских лекарственных форм.

Микробные полисахариды относятся к классу природных поли­меров, обладающих разнообразными свойствами, благодаря которым их приме­няют в качестве основ для мазей и линиментов, а также как пролонгаторы, стабилизаторы гетерогенных систем и т. п.

В химико-фармацевтическом институте (г. Санкт-Петербург) разработана тех­нология новых микробных полисахаридов, которые характеризуются апироген-ностью, малой токсичностью, что определяет возможность использования их в качестве вспомогательных веществ. Положительно и то, что запасы их прак­тически неистощимы. Из группы этих веществ наибольшее распространение получил а у б а з и д а н — внеклеточный полисахарид, получаемый при мик­робиологическом синтезе с помощью дрожжевого гриба. Благодаря своему стро­ению, разветвленной структуре, конфигурации и конформации моносахаридов в молекуле полимера (М. м. — 6—9 млн) он обладает хорошей растворимостью в воде, дает вязкие растворы, пластичные гели, может взаимодействовать с другими веществами, является эффективным стабилизатором и эмульгатором. Аубазидан в 0,6 % и более концентрации образует гели, которые используют как основы для мазей, 1 % — для пленок и губок, 0,1—0,3 % — как пролон-гатор глазных капель. Его растворы устойчивы при термической стерилизации до 120 °С.

Альгинаты (Alginata). Альгиновая кислота представляет собой ВМС, которое получают из морских водорослей (ламинарий). Альгиновая кислота и ее натриевая соль практически безвредны. 0ни способны образовывать вяз­кие водные растворы и пасты; обладают гомогенизирующими, разрыхляющими, стабилизирующими свойствами. Это послужило основанием для широкого ис­пользования их в составе различных фармацевтических препаратов в качестве разрыхляющих, эмульгирующих, пролонгирующих, пленкообразующих вспо­могательных веществ.

Аг ароид (Agaroidum) представляет собой ВМС различной степени поли­меризации с малой реакционной способностью, получаемое из водорослей. В состав полимера входят глюкоза и галактоза, а также минеральные элементы (кальций, магний, сера и др.). В 0,1 % концентрации обладает стабилизирую­щим, разрыхляющим и скользящим (важно для таблеток) действием; в 5 % — корригирующим эффектом; в 1,5 % — в смеси с глицерином используют в каче­стве мазевой основы.

Коллаген (Collagenum) — основной белок соединительной ткани, состо­ит из макромолекул, имеющих трехспиральную структуру. Главный источник получения коллагена — кожа крупного рогатого скота, в которой его содержит­ся до 95 %. Коллаген применяют в качестве раневого покрытия: пленки с фура-цилином, кислотой борной, маслом облепиховым, метилурацилом, а также глаз­ные пленки с антибиотиками; губки гемостатические с различными лекарственными веществами. 0н обеспечивает оптимальную активность лекар­ственных веществ, что связано с их глубоким проникновением и продолжитель­ным контактом с тканями организма. Коллаген — хороший носитель глазных лекарственных форм (растворов, пленок).

Белки также относятся к природным высокомолекулярным соедине­ниям. В основе этих продуктов лежит полипептидная группировка, сложные молекулы которых построены из аминокислот.

В зависимости от формы молекул белки разделяют на фибриллярные, имею­щие линейную вытянутую форму, и глобулярные, имеющие свернутую шаро­видную форму молекул — глобуль. Молекулярная масса белков колеблется в пределах от 27000 до 6800000. При растворении в воде молекулы белков дис­социируют на ионы. Эта диссоциация может происходить по кислотному или основному типу в зависимости от рН среды. В сильнокислой среде белок ведет себя как основание, его молекула диссоциирует за счет групп -NH₂ по основному типу:

HONH₃„R ...COOH _TNH₃..R ...COOH]⁺ + OH^-

Кислотная диссоциация при этом подавлена. В щелочной среде, напротив, подавлена основная диссоциация, а идет преимущественно кислотная:

HONH₃..R ...COOH •fHONH₃..R ...COO]^- + H+

Однако, при определенном значении рН степень диссоциации амино- и кар­боксильных групп приобретает одинаковые значения, тогда молекулы белков становятся электронейтральными. Значение рН, при котором молекула белка находится в электронейтральном состоянии, носит название изоэлектрической точки (ИЭТ). Для большинства белков ИЭТ лежит в области кислых растворов. В частности, для желатина — 4,7; козеина молока — 4,6; у-глобулина крови — 6,4; пепсина — 2,0; химотрипсина — 6,0 ; альбумина яичного — 4,7; фармагеля А — 7,0; фармагеля В — 4,7. Необходимо учитывать ИЭТ, так как установлено, что от ее величины зависит устойчивость белков, а следовательно, и проявление их свойств. В некоторых случаях возможно даже выпадение белков в осадок. Это связано с тем, что в ИЭТ по всей длине белковой молекулы находится рав­ное количество положительно и отрицательно заряженных ионогенных групп, что приводит к изменению конфигурации молекулы. Гибкая молекула сворачи­вается в клубок в силу притяжения разноименных ионов (рис. 111).

Представителями группы природных ВМС являются также ферменты, в ча­стности пепсин, трипсин, химотрипсин, гидролизин и др.

Пепсин (Pepsinum) — протеолитический фермент желудочного сока (М. м. 35000). Высокогидрофильное вещество, хорошо растворимое в воде, свертыва­ется при нагревании, осаждается крепким спиртом, солями тяжелых металлов, дубильными веществами. Концентрированные кислоты и щелочи разрушают пепсин. Фильтровальная бумага адсорбирует значительные количества пепси­на, свет способствует инактивации фермента.

а

Медицинский пепсин представляет собой стандартизованную смесь собственно пепсина, получаемого из слизистой оболочки свиных желудков, со свекловичным или молочным сахаром. Это белый или слегка желтоватый порошок, специфичес­кого запаха, сладкого вкуса. Доброкаче­ственный пепсин легко растворяется в воде, образуя бесцветные опалесцирую-щие растворы слабокислой реакции. При хранении он может уплотняться или об­разовывать комки, рассыпающиеся при надавливании. Протеолитическую актив­ность пепсин проявляет в кислой среде, поэтому его назначают, как правило, в растворах, подкисленных соляной кис­лотой (рН = 1,8—2,0). Кислота хлористо­водородная не только активирует, но и стабилизирует пепсин, так как в неподкисленных растворах он быстро разрушает­ся. Растворы пепсина следует хранить в прохладном защищенном от света месте. Применяют при расстройствах пищеварения: ахилии, гастритах, диспепсии и др.

Трипсин (Trypsinum) — получают из поджелудочной железы крупного рогатого скота (М. м. 21000). Может быть в двух полимерных формах: кристал­лической и аморфной. Это белый кристаллический порошок без запаха, легко­растворим в воде, изотоническом растворе натрия хлорида. Трипсин кристалли­ческий применяют наружно в глазных каплях; в концентрации 0,2—0,3 % — при гнойных ранах, пролежнях, некрозах.

Химотрипсин (Chymotrypsinum) — смесь химотрипсина и трипсина — рекомендуют только для местного применения в виде 0,1—0,5—1 %-ных рас­творов при гнойных ранах и ожогах.

Гидролизин и аминопептид получают при гидролизе крови жи­вотных. Эти белковые вещества хорошо растворяются в воде, являются неогра­ниченно набухающими ВМС, что объясняется строением их макромолекул, которые представляют собой свернутые, шаровидные глобули. Связи между мо­лекулами невелики. 0ни легко сольватируются, образуя маловязкие растворы.

Панкреатин (Pancreatinum) — высушенный экстракт поджелудочной железы свиней и крупного рогатого скота. Применяют в виде порошка или таб­леток внутрь при расстройствах пищеварения, связанных с недостаточностью секреции поджелудочной железы, или нарушении функции почек.

Желатин медицинский (Gelatina medicinalis) — смесь белковых веществ, получаемая путем осторожного гидролиза коллагена и казеина, нахо­дящихся в составе кожи, сухожилий, костей. Представляет собой бесцветные или слегка желтоватые просвечивающие гибкие листочки или мелкие пластин­ки без запаха. Порошок желатина имеет белый или желтоватый цвет. 0сновные аминокислоты желатина — гликокол (25,5 %), а также аланин (8,7 %), арги­нин (8,2 %), лейцин (7,1 %), лизин (5,9 %) и глютаминовая кислота. В молеку­лах желатина содержится много полярных групп (карбоксильных и аминогрупп), которые имеют большое сродство к воде.

Желатин относится к числу фибриллярных, или волокнистых, белков, имею­щих разветвленные макромолекулы в виде вытянутых нитей. Между сближен­ными сегментами фибрилл легко образуются «сшивающие» водородные мости­ки, превращающие макромолекулы в единую непрерывную сетку. Благодаря сшиванию макромолекул желатин при действии воды и при комнатной темпе­ратуре (ниже 22 °С) ведет себя как нерастворимый ограниченно набухающий студень. Набухание сухого желатина сопровождается значительным поглоще­нием воды, причем первоначальный объем вещества увеличивается до 14-крат­ного. При повышении температуры сшивающие связи в узлах молекулярной сетки желатинового студня разрываются, упругий желатиновый студень пла­вится и превращается в раствор. Теплый желатиновый раствор неограниченно смешивается с водой и глицерином. При понижении температуры растворы постепенно теряют текучесть и застудневают, если только их концентрация не оказывается слишком низкой (ниже 0,7—0,9 %). Плавление и застуднева­ние желатинового студня можно повторять неограниченное число раз.

Растворы желатина прописывают в больших концентрациях для остановки кровотечений (желудочных, кишечных, легочных и гемофилии). Желатин со­держит соли кальция, чем, вероятно, обусловлена его способность повышать свертываемость крови; 10 %-ные растворы желатина используют для инъекци­онного введения. Растворы желатина в воде и глицерине применяют в качестве основы для мазей и суппозиториев. 0н активный эмульгатор и стабилизатор, но из-за гелеобразующих свойств его редко применяют с этой целью в аптечной практике. Эмульсии получаются густыми, плотными. 0ни быстро подвергаются микробной контаминации. Желатин также используют для приготовления желатиновых капсул и основ для мягких лекарственных форм.

Желатоза (Gelatosa) — это продукт неполного гидролиза желатина. Пред­ставляет собой слегка желтоватый гигроскопический порошок, не обладает способ­ностью желатинироваться, но имеет высокие эмульгирующие свойства. 0граничен-но растворима в воде. 0трицательная сторона — нестандартность вещества, поэтому в ряде случаев ее растворы могут обладать высокой вязкостью и упругостью. Ис­пользуют для стабилизации гетерогенных систем (суспензий, эмульсий).

Яичный желток (Vitellum Ovi) — содержит лецитин, от которого за­висят его эмульгирующие свойства. Масса одного яичного желтка в среднем считается равной 18,0. Один желток может эмульгировать 15—20 г масла. Эмуль­сии с яичным желтком быстро портятся, поэтому в качестве эмульгатора его применяют редко, так же, как и сухое молоко.

Сухое молоко (Lac. vaccinum exsicatum) — обладает высокой эмульги­рующей способностью. На 10,0 г масла берут 10,0 г сухого молока. Для этих же целей Г. П. Пивненко и И. А. Маренич предложили применять сгущенное моло­ко, которое, являясь хорошим эмульгатором, одновременно может служить и кор­ригирующим веществом, что очень важно в детской терапии.

Применяют в качестве эмульгаторов также казеин и казеинат натрия. Они дают высокодисперсные эмульсии (в соотношении 1:1). Фосфатиды раститель­ного и животного происхождения используют в качестве эмульгаторов не толь­ко в фармации, но и в пищевой промышленности.

Синтетические и полусинтетические высокомолекулярные вещества. Цел­люлоза (Cellulosa) относится к полисахаридам. Это клетчатка, представляю­щая собой главное вещество, из которого состоит древесина, растительные во­локна. Молекулы целлюлозы, подобно крахмалу, построены из остатков глюкозы (а-формы), но отличаются от крахмала пространственным расположением этих звеньев. Макромолекулы целлюлозы линейные, в них много полярных гидро-ксильных групп, образующих между собой прочные межмолекулярные связи, которые сообщают молекуле жесткость. Целлюлоза не растворяется в холодной воде. Наличие в ее молекуле свободных гидроксилов дает возможность получать простые и сложные эфиры, частично или полностью растворимые в воде. Они представляют собой продукты замещения водородных атомов гидроксильных групп целлюлозы на спиртовые остатки — алкилы (при получении простых эфиров) или кислотные остатки — ацилы (при получении сложных эфиров). Эфиры целлюлозы используют в качестве стабилизаторов, пролонгаторов, осно­вообразующих средств, а также для повышения качества многих лекарствен­ных форм.

Общая формула целлюлозы [C₆H₇O₂(OH)_{3 x}(OR)_x ] _n, где x — число замещенных ОН-групп в одном звене; n — число полимеризации.

Метилцеллюлоза растворимая (Methylcellulosa solubile) С₆Н₇0₂(0Н)₁(0СН₃)^ (МЦ), называется еще тилоза, представляет собой простой эфир целлюлозы, получаемый путем взаимодействия щелочной целлюлозы и хлористого метила. В зависимости от количества введенных в молекулу целлю­лозы метильных групп могут быть получены различные эфиры, растворимые в воде, щелочах или органических растворителях. Для фармацевтических целей применяют метилцеллюлозу, растворимую в воде, со степенью этерификации 1,6—2,0, содержащей 25—33 % метоксильных групп. Степень полимеризации n может быть от 150 до 900, что соответствует молекулярной массе от 30000 до

180000.

По внешнему виду — это белый, иногда слегка желтоватый порошок, грану­лированный или волокнистый продукт без запаха и вкуса. МЦ растворима в хо­лодной воде, глицерине, нерастворима, но набухает в горячей воде.

Растворы МЦ имеют нейтральную реакцию (рН = 7,0—7,8), устойчивы в широких пределах рН = 3,0—12,0; физиологически индифферентны, облада­ют хорошими поверхностно-активными свойствами. Концентрированные раство­ры псевдопластичны, почти не обладают тиксотропными свойствами. При высыхании образуют прозрачную пленку.

Водные растворы МЦ обладают большой сорбционной, эмульгирующей и смачивающей способностью. Растворы МЦ в концентрации до 5 % использу­ют как стабилизаторы гетерогенных систем, как загустители при производстве суспензий и эмульсий; в концентрации от 3 до 8 % иногда с добавлением глице­рина (глицерогели) применяют как невысыхающую основу для мазей, паст, кре­мов; используют как пленкообразователь для покрытия таблеток.

1—2 %-ные растворы МЦ применяют в качестве пролонгаторов для приго­товления глазных капель с атропина сульфатом, пилокарпина гидрохлоридом, скополамина гидробромидом и др.

0,25 %-ные растворы очищенной МЦ применяют как плазмозаменитель. Рас­творы МЦ совместимы с большой группой лекарственных средств (ртутными, цинковыми солями, салициловой, пировиноградной, фосфорной кислотами, натрия бензилпенициллином, местными анестетиками, рыбьим жиром и др.); несоместимы с резорцином, танином, 5 и 10 %-ными растворами йода, раство­ром аммиака, серебра нитратом, натрия тиосульфатом.

Натрий-карбоксиметилцеллюлоза (Methylcellulosa-natrium) (натрий-КМЦ) — представляет собой натриевую соль простого эфира целлюло­зы и гликолевой кислоты [С₆Н₇О₂(ОН)₃__х(ОСН₂СООЫа)_х]_п М.м. 75000.

Это белый или сероватый порошок без запаха и вкуса; в холодной и горячей воде набухает, а затем растворяется, образуя растворы различной вязкости в зависимости от молекулярной массы и концентрации. Применяют в качестве пролонгатора лекарственных веществ в глазных каплях и инъекционных рас­творах (0,5—1 %), эмульгатора (1 %), стабилизатора (2 %), формообразователя в мазях (4—6 %), а также как связывающее и разрыхляющее вещество в произ­водстве таблеток. Гели натрий-КМЦ в отличие от метилцеллюлозы совместимы со многими консервантами. В меньшей мере изучены, но предлагаются для приме­нения в области фармации смешанные эфиры целлюлозы. Это о к с и п р о п и л-м е т и л ц е л л ю л о з а (ОПМЦ), 1—2 %-ные растворы которой применяют для повышения устойчивости линиментов. Ацетилфталилцеллюлозу (АФЦ) используют для покрытия желатиновых капсул, драже, таблеток, растворимых в кишечнике.

Поливинол (Polyvinolum) (поливиниловый спирт — ПВС) относится к синтетическим полимерам алифатического ряда, содержащим гидроксильные группы:

- CH₂- CH- CH₂- 1

/ у т

где n — число структурных единиц в макромолекуле полимера.

По величине молекулярной массы ПВС делят на четыре группы: алигомеры (4000—10000), низкомолекулярные (10000—45000), среднемолекулярные (45000—150000) и высокомолекулярные (150000—500000). Получают поливи-нол при гидролизе поливинилацетата щелочью или кислотой в спиртовом раство­ре. ПВС представляет собой порошок белого или слегка желтоватого цвета, раство­римый в воде при нагревании. Он обладает высокой реакционной способностью благодаря наличию гидроксильных групп. По своим химическим свойствам он сходен с низкомолекулярными вторичными спиртами (окисляется в кетоны, об­разует алкоголяты, подвергается реакциям этерификации).

ПВС применяют как пролонгатор, стабилизатор, пленкообразователь; 10 %-ный раствор ПВС в ГФ XI включен как пролонгирующий растворитель, а 2 %-ный — входит в состав кровезаменителя для увеличения вязкости; явля­ется компонентом мазевых основ.

Поливинилпирролидон (Polyvinilpyrrolidonum) (ПВП) — это про­дукт полимеризации винилпирролидона:

/\ ²

/\

H2C- CH

и,с- си.

Представляет собой бесцветный и прозрачный гигроскопичный полимер с М. м. 1000000. Наиболее широкое применение находит ПВП с М. м. 12600— 35000. В зависимости от степени полимеризации имеет вид порошка или стек­ловидной массы светло-желтого цвета. ПВП растворим в воде, спиртах, глице­рине, хлороформе, дихлорэтане, циклогексане, легко образует комплексы с лекарственными веществами (витаминами, антибиотиками). Это ограниченно набухающее вещество. ПВП широко применяют в фармацевтической техноло­гии как стабилизатор эмульсий и суспензий, пролонгирующий компонент глаз­ных лекарственных пленок, наполнитель для таблеток и драже. Гели на основе ПВП используют для приготовления мазей, в том числе предназначенных для слизистых оболочек; 3—3,5 %-ные растворы с ПВП с М.м. 30000—40000 при­меняют в качестве плазмозаменителей; 3,5 %-ный раствор ПВП носит название гемовинил, 2,5 %-ный — название перистон. ПВП способен адсорбировать ток­сины. Применяют при дизентерии.

Полиакриламид (Polyacrilamidum). В последние годы получили очень широкое распространение полиакриламид (ПАА) и его производные:

O= C- NH,

ПАА — полимер белого цвета, без запаха, растворим в воде, глицерине. Вод­ные растворы являются типичными псевдопластическими жидкостями. Биорас­творимый полимер широко используют в технологии глазных пленок и для про­лонгирования глазных капель. Водные растворы ПАА совместимы со многими электролитами, поверхностно-активными веществами (ПАВ) и консервантами.

Карбопол (Carbopolum) представляет собой сшитый сополимер акрило­вой кислоты и полифункциональных сшивающих агентов. Это мелкодисперс­ный белый порошок, который хорошо диспергируется в воде, образуя вязкие дисперсии с низким значением рН, что связано с большим количеством карбок­сильных групп. В 0,1 % концентрации карбополы являются хорошими загусти­телями полярных сред (воды, спиртов).

Карбополы применяют в технологии различных лекарственных форм: глаз­ных капель, мазей, суппозиториев, эмульсий, суспензий, таблеток, микродраже.

Полиэтиленоксиды (полиэтиленгликоли) (Polyaethylenoxyda) пред­ставляют собой полимеры этиленоксида Н(ОСН₂..СН₂)_пОН. Полиэтиленоксиды (ПЭО) или полиэтиленгликоли (ПЭГ) получают путем полимеризации этилен-оксида в присутствии воды и калия гидроксида:

HC CH₂ HC- CH

\/ ² + НОН —- I I O HO on

⁴\ I ⁴ + (n - 1) \/ ► ЩОСН^.О^ОН

HO OH ^O

Консистенция и свойства ПЭО зависят от степени полимеризации.

ПЭО-400 представляет собой вязкую прозрачную бесцветную жидкость, ПЭО-1500 — воски (температура плавления 35—41 °С), ПЭО-4000 — твердое вещество белого цвета с температурой плавления 53—61 °С. Характерная осо­бенность ПЭО — их хорошая растворимость в воде и спирте. ПЭО мало чувст­вительны к изменению рН, стабильны при хранении, обладают крайне малой токсичностью, что обусловливает их широкое применение в технологии мазей, эмульсий, суспензий, суппозиториев, таблеток и других лекарственных форм. Основы для мазей чаще всего представляют композицию жидких и твердых ПЭО, имеющих вязкопластичную консистенцию (например, ПЭО-400 — 70 %, ПЭО-1500 — 30 %). М. Х. Глузман и Г. С. Башура предложили такой состав ма­зевой основы: ПЭО-400 — 47,5 %; ПЭО-4000 — 47,5 %; цетиловый спирт — 5 %. Полиэтилен (ПЭ) — продукт полимеризации этилена:

\/ " + НОН —-

H2C-

O HO OH

Строение его можно выразить формулой (..СН₂..СН₂..)_п М.м. 640—1250. По способу получения различают: ПЭ высокого, среднего и низкого давле-

ния.

Полиэтилен высокого давления обладает наибольшей чистотой и использу­ется в фармацевтической практике. Он обладает рядом положительных качеств:

• химической нейтральностью и инертностью;

• отсутствием вымывающихся токсических веществ;

• стойкостью к воздействию широкого ассортимента лекарственных средств;

• высокой эластичностью в сочетании с достаточной жесткостью и механи­ческой прочностью, что дает возможность использовать его в качестве упаковоч­ного материала. Его можно перерабатывать в изделия самой различной формы, получать прозрачную пленку.

Применяют для приготовления полиэтиленовых флаконов, капельниц для хранения глазных капель, а также лекарственных форм, содержащих пеницил­лин, хлорамфеникол, атропина сульфат, пилокарпина гидрохлорид, цинка суль­фат, кислоту борную. Полиэтиленовые пленки используют для упаковки порош­ков: натрия салицилата, кислоты ацетилсалициловой, гексаметилентетрамина, дерматола, серебра нитрата, пепсина, калия йодида, калия бромида.

Недостатки полиэтилена:

• неустойчивость при температуре выше 100 °С;

• поглощение веществ из окружающей среды, так как через ПЭ могут про­никать жидкости, пары, газы.

К группе полимеров относятся также силиконы (Siliconum), представ­ляющие собой кремнийорганические соединения. По структуре они могут иметь различные расположения молекул:

а) линейные

RR R

. . . - Si- O- Si- O- Si- . . . RRR

при линейном расположении молекул эти соединения представляют собой жид­кости;

б) сетчатые

RR R

. . . - Si- O- Si- O- Si- . . .

O O O . . . - Si- O- Si- O- Si- . . .

OOO

представляют собой воски, твердые вещества;

в) циклические

RR

\ /

Si

R ^ ⁴° R

^Si Si(

представляют собой твердые вещества.

Среди кремнийорганических полимеров наибольший интерес с фармацевти­ческой точки зрения представляют полиорганосилоксаны с линейными цепями молекул, выпускаемых в виде олигомеров (кремнийорганические жидкости). Основу силиконов составляют силоксановый скелет — цепь чередующихся ато­мов кремния и кислорода:

RR

I I

-Si-O-Si-O-

I I

RR

Свободные атомы кремния заполнены органическими радикалами (метиль-ным, этильным, фенильным). Наибольшее применение получили диэтилполи-органосилоксановые жидкости:

^CH5

1

Si-O

Si-O-

OA

yrieei i

Полимер со степенью полимеризации 5 получил название Эсилон-4, а поли­мер со степенью конденсации 15 — Эсилон-5.

Силиконы обладают целым рядом ценных свойств: высокой химической инертностью, не окисляются, не подвергаются действию агрессивных сред, об­ладают гидрофобными свойствами, термостойки, не смешиваются с водой, эта­нолом, маслами, в то же время совместимы с компонентами мазей и линимен­тов (вазелином, парафином, растительными маслами). В эсилонах хорошо растворяются неполярные и семиполярные вещества (ментол, камфора, фенол). Биологическая инертность силиконов свидетельствует об их перспективности для применения в качестве носителя в лекарственных препаратах при различ­ных путях введения. Они используются для силиконизирования стеклянной тары с целью повышения химической и термической стойкости, для снижения гигроскопичности сухих экстрактов. Силиконовые жидкости используют для защиты кожи в качестве кремов, лосьонов и мазей.

Широкое применение ВМС в технологии лекарств основано также на их поверхностно-активных свойствах. По определению академика П. А. Ребиндера, поверхностно-активными веществами называются вещества, положительно ад­сорбирующиеся на данной поверхности раздела двух фаз, то есть образующие на ней адсорбционный пограничный слой с повышенной концентрацией. По способности к ионизации в полярной среде ПАВ разделяют на ионогенные и неионогенные. Ионогенные ПАВ способны распадаться в водных растворах на ионы (например, мыла — соли жирных кислот, синтетические вещества, имею­щие полярные группы и др.).

Одним из больших классов ПАВ являются неионогенные (НПАВ), которые не образуют ионов, а их растворимость в воде определяется наличием полярных групп с сильным сродством к воде. К ним относятся оксиэтилированные кисло­ты, спирты, ПЭГ, блоксополимеры, жиросахара и др.

Преимущества НПАВ — их устойчивость к воздействию кислот, щелочей, солей, совместимость с большинством лекарственных препаратов, низкая ионо-генная способность и высокая поверхностная активность, минимальная ток­сичность среди всех классов ПАВ, хорошая смешиваемость с органическими растворителями.

Из этого класса применяются в настоящее время в технологии лекарствен­ных препаратов твин-80, препарат 0С-20, эмульгаторы Т-1, Т-2 и др.

С п е н ы — это эфиры сорбита с высшими жирными кислотами. В зависи­мости от входящих жирных кислот различают:

спен-20 — эфир сорбита с лауриновой кислотой;

спен-40 — эфир сорбита с пальмитиновой кислотой;

спен-60 — эфир сорбита со стеариновой кислотой;

спен-80 — эфир сорбита с олеиновой кислотой.

Т в и н ы — это продукт этерификации спенов с этиленоксидами. В зависи­мости от применяемых кислот различают твины: 20, 40, 60, 80. Спены и твины синтезированы в ГНЦЛС М. X. Глузманом и Г. С. Башурой.

Важное место среди НПАВ занимают водорастворимые полимерные ПАВ, которые вследствие хорошей адсорбирующей способности и слабой поверхност­ной активности являются хорошими стабилизаторами гетерогенных дисперсных систем: мазей, эмульсий, суспензий и т. п.

Представителями полимерных ПАВ являются б л о к с о п о л и м е р ы (плю-роники — в Англии, полоксамеры — в США, проксанолы и гидроланы — в Украине) — это макромолекулы, состоящие из полиоксиэтиленовых (а) и поли-оксипропиленовых (b) цепей, имеющие общие формулы:

1. R...O...(...CH₂...CH₂...O ...) ..._а...( ...CH₂...CH...(CH₃) ...O ...) .._V..H

2. R...O...( ...CH₂...CH...(CH₃) ...O ...)...„...( ...CH₂...CH₂..O ...) .._V.H

Полимеры первого типа имеют более низкие точки помутнения и образуют более высокую пену по сравнению со вторым типом; моющая способность их одинакова, но M. м. от 5000 до 20000 (представляют собой вязкие жидкости либо пастообразные или твердые вещества).

Растворимость блоксополимеров в воде зависит от содержания в молекуле гидроксильных оксиэтиленовых цепей. Они мало гигроскопичны, растворимы в спиртах, хлорсодержащих растворителях, не растворимы в глицерине, мине­ральных кислотах; малотоксичны, не раздражают слизистые оболочки, биоло­гически безвредны.

Жиросахара (Adiposacchara) — это неполные сложные эфиры сахарозы с высшими жирными кислотами (стеариновая, пальмитиновая, лауриновая). Это сравнительно новый класс ПАВ твердой, вязкой и жидкой консистенции с весь­ма ценными свойствами. Они без запаха и вкуса, в организме распадаются на жирные кислоты, фруктозу и сахарозу. Жиросахара применяют в качестве солю-билизаторов, эмульгаторов (для парентеральных эмульсий), стабилизаторов.